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超精密平面磨削的技術(shù)要求
  • 更新日期:2011-02-21      瀏覽次數(shù):5460
    • 精密平面磨削的技術(shù)指標(biāo)
          精密加工和超精密加工代表了加工精度發(fā)展的不同階段,通常,按加工精度劃分,可將機(jī)械加工分為一般加工、精密加工、超精密加工三個(gè)階段。由于生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展,劃分的界限將逐漸向前推移,過去的精密加工對(duì)今天來(lái)說已是普通加工,因此,其劃分的界限是相對(duì)的,且在具體數(shù)值上至今沒有固定。精密加工是指加工精度為1-1μm、表面粗糙度為Ra0.1-0.025μm的加工技術(shù);超精密加工是指加工精度高于0.1μm、表面粗糙度Ra小于0.025μm的加工技術(shù),因此,超精密加工又稱之為亞微米級(jí)加工。但是,目前超精密加工已進(jìn)入納米級(jí)精度階段,故出現(xiàn)了納米加工及其相應(yīng)的技術(shù)
      機(jī)床布局型式

      床布局型式極為重要,是決定成敗的關(guān)鍵,但是超精密磨削技術(shù)是由精密磨削發(fā)展而來(lái),從國(guó)外已實(shí)現(xiàn)超精密平面磨削機(jī)床看,其結(jié)構(gòu)型式多種多樣,既有“磨頭移動(dòng)式”,也有“立柱移動(dòng)式”或“十字拖板移動(dòng)式”,無(wú)一例外,均未脫離傳統(tǒng)的機(jī)床布局結(jié)構(gòu)型式。從我們已掌握的高精度平面磨削技術(shù)基礎(chǔ)上,認(rèn)為機(jī)床結(jié)構(gòu)采用“十字拖板移動(dòng)式”適合于超高精度平面磨削機(jī)床的研制。因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)型式,具有機(jī)床結(jié)構(gòu)布局對(duì)稱性好,熱穩(wěn)定性好;主要運(yùn)動(dòng)部件重心低,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。

      超精密平面磨削對(duì)機(jī)床的熱變形及振動(dòng)控制要求較高。在機(jī)床基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件材料的運(yùn)用上,應(yīng)突破傳統(tǒng)以灰鑄鐵為主的原則,采用一些新型材料,如:非金屬材料——樹脂混凝土,該材料的振動(dòng)衰減性、耐熱梯度、線脹系數(shù)等特性均大大優(yōu)于金屬材料。這在國(guó)外已被成熟運(yùn)用,在國(guó)內(nèi)也有運(yùn)用的例子,如上海機(jī)床廠有限公司的數(shù)控凸輪軸磨的床身采用了人造大理石材料,取得了較好的效果。因而在超精密平面磨削機(jī)床的主要關(guān)鍵基礎(chǔ)件,如床身、立柱、拖板等應(yīng)采用人造大理石材料。

      主軸回轉(zhuǎn)精度是超精密平面磨削的關(guān)鍵技術(shù)之一,其數(shù)值要求在0.1μm以下,而且其剛度、熱膨脹性、抗振性等方面都應(yīng)有非常好的性能。

      靜壓空氣軸承的主軸部件具有以下優(yōu)點(diǎn):剛性高,摩擦國(guó)小,溫度變化小,能在高轉(zhuǎn)速下工作,回轉(zhuǎn)精度高,其精度可達(dá)到0.1μm-0.025μm,徑向和軸向剛度在100-300μm之間,磨損率?。ń咏诹悖?,壽命長(zhǎng),基本不需要維修等。因而空氣靜承主軸將是超精密平面磨削的。在超精密平面磨削加工中,砂輪的微量進(jìn)給是被加工件尺寸精度和表面質(zhì)量的重要保證。目前,在精密的平面磨削加工中,其進(jìn)給通常采用“伺服電機(jī)+滾珠絲桿”的典型的純機(jī)械方式,一般以能實(shí)現(xiàn)0.1μm的微量進(jìn)給為極限。若要實(shí)現(xiàn)超精密平面磨削所需的0.1μm-0.01μm乃至更小的微量進(jìn)給,傳統(tǒng)的機(jī)械方式已不能適用。
      超精密平面磨削是依靠砂輪與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,它不僅需要砂輪具有精密的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而且也需要工件具有超精密的直線運(yùn)動(dòng),其精度要求應(yīng)在0.1μ/100mm之內(nèi)。因而一般常常使用靜壓導(dǎo)軌,利用其運(yùn)行精度高、無(wú)爬行等優(yōu)點(diǎn)。靜壓導(dǎo)軌又分為液體靜壓和氣體靜壓兩種。一般來(lái)說,液體靜壓導(dǎo)軌剛度大,在具有磨削功能的機(jī)床使用廣泛,但是它的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,由于油的粘性剪切阻力,發(fā)熱問題較為嚴(yán)重,熱變形控制相對(duì)較難。因而,采用氣體靜壓導(dǎo)軌更為適用。
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